高職高專機電一體化專業建設與課程體系構建
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摘要：機電一體化專業建設與課程體系的現狀是：專業定位模糊廣雙師型”教師隊伍力量薄弱;教學實驗、實訓條件落后，實踐訓練水平有待提高;適應新技術發展需要的課程體系有待構建：體現當代工業發展水牛的專業教材有待突破。基于此現狀，應設立若干個專門化方向，重構專業課程體系，實踐教學課時的設置要把握“保量”與“適時”兩個原則。
關鍵詞：高等職業教育;機電一體化;專業建設;課程體系
自20世紀80年代初，世界制造業進入一個發展停滯、缺乏活力的蕭條期，幾乎被人們視作夕陽產業。90年代以后，計算機等電子技術在該領域的廣泛應用，為制造業注入了生機。如今，機電一體化產業以其特有的技術帶動性、融合性和廣泛適用性，逐漸成為高新技術產業中的主導產業，成為新世紀經濟發展的重要支柱之一。在此背景下，各高職院校紛紛開設機電一體化專業，以滿足社會對該專業人才的需求。據筆者初步調查，浙江省辦有工科類專業的高職院校幾乎都開設了機電一體化專業。與此同時，“高薪急聘數控操作人才”之類的招聘廣告屢見不鮮，從人才市場和企業反饋的信息也表明，社會對高質量機電一體化專業人才的需求量很大。從近些年機電一體化專業畢業生數量上看，應基本能緩解當地企業對該專業人才的急需，不至于供需嚴重失衡，問題出在供非所求。高職院校內部在該專業培養目標與定位、專業建設與課程設置、實習實訓內容及條件等方面存在問題。因此，機電一體化專業建設與課程體系的再構建，是當前亟待解決的問題。
一、機電一體化技術的界定
(一)內涵
傳統意義上的機電一體化，主要指機械與電工電子及電氣控制這兩方面的一體化，并且明顯偏重于機械方面。當前科技發展的態勢特別注重學科間的交叉、融合以及電子計算機的應用，機電一體化技術就是利用電子技術、信息技術(主要包括傳感器技術、控制技術、計算機技術等)使機械實現柔性化和智能化的技術。機械技術可以承受較大載荷，但不易實現微小和復雜運動的控制，而電子技術則相反，不能承受較大載荷，卻容易實現微小運動和復雜運動的控制， 使機械實現柔性化和智能化。機電一體化的目標是將機械技術與電子技術實現完美結合，充分發揮各自長處，實現互補。與其相關的學科應包括機械工程學科、檢測與控制學科、電子信息學科三大塊內容。
(二)本質
機電一體技術的本質是將電子技術引入機械控制中，也就是利用傳感器檢測機械運動，將檢測信息輸入計算機，計算得到能夠實現預期運動的控制信號.由此來控制執行裝置。開發計算機軟件的任務，就是通過輸入計算機的檢測信息，計算得到能夠實現預期運動的控制信號。另外，若是一件真正意義上的機電一體化產品，則其應具備兩個明顯特征：一是產品中要有運動機械;二是采用了電子技術，使運動機械實現柔性化和智能化。
(三)作用與系統
采用機電一體化技術的最大作用是擴展新功能，增強柔性。首先，它是眾多自動化技術中最重要的一種，如實現過程自動化(PA，即連續體自動化)、機械自動化(FA，即固體自動化)、辦公自動化(OA，即信息自動化)等。其次，機電一體化技術又是按照用戶個人的特殊需求來制造、提供產品這一當今最高級供貸方式的關鍵技術。一個機電一體化的系統主要是由機械裝置、執行裝置、動力源、傳感器、計算機這五個要素構成，如機器人就是一個十分典型的機電一體化系統。
二、機電一體化專業建設與課程體系現狀分析
(一)專業定位模糊，需準確定位
由教學計劃可看出，目前高職院校機電一體化專業基本上按“既懂機又會電”來定位，但實際上機械與電子本身各自為兩大學科，內容十分豐富，涉及面非常廣，讓一名高職高專生在短短的三年時間里系統地掌握兩大學科的理論知識和技能，是不現實的，也沒有這個必要。前述的理想化定位，往往造成“機不太懂、電也不太通”的尷尬局面，失去了該專業應有的特色，達不到培養目標。從理論上來說，其定位應以機為主、電為輔，或者電為主、機為輔均可。由于許多機械類專業如機械制造及自動化等一般也強化了電子和計算機等方面的應用，使它們沒多大差異，體現不出自己的特色，實際上行不通。因此，機電一體化專業應定位在“以電為主、機為輔，機、電、計算機三足鼎立”為宜。
(二)“雙師型”教師隊伍力量薄弱
由于種種原因，目前高職機電一體化專業“雙師型”教師比例仍很低，專業理論教師不能指導實訓教學，實訓教師基礎理論薄弱，不能講授專業理論課的現象還較普遍，必須采取加強培訓或從企業聘任兼職教師等途徑加以解決。
(三)教學實驗、實訓條件落后，實踐訓練水平有待提高
總體看來，各高職院校雖具備一些專業基礎課、專業課的實驗條件，但基本上都是以驗證性、演示性為主，很少具有本專業的綜合性、設計性實驗，缺乏融合機與電為一體的大型綜合性實驗或綜合性課程，影響了專業技能和工程實踐能力的提高。教學實訓設施也大大落后于當今企業，實踐訓練水平不高，應采用與企業合作等方式盡快提升層次。
(四)適應新技術發展的課程體系有待構建
現行的機電一體化專業課程體系，明顯偏重于機械方面，這與當前該專業所處于的“機、電、計算機”三大塊內容三足鼎立的實際格局很不適應。因此，在課程體系構建時應突出電氣控制、計算機應用的地位。
(五)體現當代工業發展水平的專業教材有待突破
目前高職院校所采用的機電一體化專業教材大多沒有充分體現出現代機電行業的發展水平，內容陳舊、落后，且各門課程之間相互獨立，相關知識未能有機地滲透和融合在一起，也未能充分考慮與中職教材的很好銜接。
三、專業改革與課程體系構建
(一)設立若干個專門化方向
高職教育要保持其自身的特色，必須強化專業方向，充分考慮與地方經濟的緊密結合。與此同時，為妥善解決學生擇業范圍廣與針對性強這對矛盾，可設以下幾個專門化方向：機械制造及自動化專門化;機電一體化產品開發專門化;數控加工技術專門化：工業機器人專門化。通過設立專門化方向，可完成有針對性的就業前培訓。當然，也可根據各校實際情況并結合企業對本專業的人才需求，另行設置其他專門化方向。
(二)重新構建專業課程體系
高職高專課程體系設置應從職業教育的特點著手，按職業崗位群應掌握的知識和能力來進行。要以知識應用為主線，以能力培養為核心，打破原有的學科課程體系和“三段式”課程設置體系，對課程進行優化和整合，充分考慮與中職的銜接，堅決避免重復。文化基礎知識以“必需、夠用”為度，專業知識則根據職業崗位群有針對性地設置專門化教學模塊，建立一個寬廣、針對性和實用性都很強的知識平臺。在課程體系設置中，主體框架思路如下：
第一，將培養目標分解到每一教學模塊單元，確定每一教學模塊單元所承擔的功能，應培養的知識和能力，相應的配套實踐教學環節，每一教學模塊單元主干課程的內容組成，每一課程要傳授的知識、能力以及考核學生的方法。
第二，對各個教學模塊之間相互重復與交叉的知識，應進行優化組合，加以綜合化改造，強調知識間的相互聯系和銜接，堅決取消重復的教學內容。綜合化課程要突出綜合應用知識能力的培養。
第三，理論教學與實踐教學相互滲透，理論知識與實踐技能考核相互結合，可采用“講練式”現場教學和“啟發式”等主動型教學方法。
第四，整個課程設置不講求理論知識的系統性和完整性，而強調針對性和應用性。
根據上述框架思路，專業課程體系由綜合化系列課程和專門化模塊課程兩部分構成：
1.綜合化系列課程
機械制圖：包含原機械制圖內容，增加計算機輔助繪圖(AutoCAD)內容，融入公差與配合部分，使學生將制圖、尺寸標注和公差標注融為一體。
機械設計基礎：包含工程力學、機械原理和機械零件、金屬材料與熱處理等內容。本課程主要是為了培養機械工程方面的初步知識和能力。
控制工程基礎：包含電工與電子技術、電器控制PLC、液壓傳動與氣壓傳動等內容，使機械中常用的電、液、氣控制有機地組合在一起。本課程完成機械控制方面初步知識和能力的培養。
機械制造基礎：包含金屬切削機床、切削原理與刀具、機械制造工藝和機床夾具等內容，將加工工藝和工藝裝備知識有機地組合在一起。本課程完成機械制造工藝與設備初步知識和基本能力培養。
傳感器技術：主要包含檢測各種物理量的傳感器的種類、原理和應用。
計算機應用技術：主要包含計算機原理、信息處理、編程三大部分內容，以完成計算機應用方面的初步知識和能力培養。
機電一體化系統設計：主要包含機電一體化產品設計的基本方法、控制方法和策略、機電一體化系統設計實例等。本課程要做到綜合性、實用性、實踐性強，完成綜合運用知識能力、綜合實踐能力培養。
2，專門化模塊課程
該模塊主要根據設立的幾個專門化方向，同時結合本專業的發展狀況、趨勢以及當地對人才的需求情況，一般在畢業實習時完成。該模塊的主要任務是有針對性地完成就業上崗前的培訓，為就業上崗做好充分準備，必須突出實踐性與綜合性。
條件具備的院校在校內完成該模塊。具體操作時可把學生分成若干個專門化合作組，由學生自愿選擇參與哪個合作組。每個合作組完成一個子課題，各子課題可以是同一大課題下的子課題，也可以是獨立設置的子課題，合作組之間可以是互相協作的關系，也可以相對獨立。子課題按性質不同分以下三類：開發設計型、制造加工型和設計制造綜合型。如開發設計型可結合學生的能力安排某個總成的設計，或者某個控制系統的電路制作，或者某個控制系統的程序編制等;制造加工型主要是根據已有的設計，完成零件的機加工、裝配和調整工作;設計制造綜合型則完成一個簡單機電一體化產品或其中一部分設計與制作的全過程。為使學生較全面地掌握知識和技能，應以設計制造綜合型為主。
新生入學進行專業教育時即可介紹專門化模塊課程的大致情況，以便增強學生日后學習的目的性、主動性和針對性。該模塊要求指導教師具有較高的專業水平和綜合能力。課程開發充分結合合作組的內容，以實例、設計制作指導書的方式進行。如浙江師范大學高等技術學院設立的精雕技術專門化方向，要求學生獨立編程并在數控精雕機上自行操作，最終完成一件精美的雕刻產品。由于強化了專門化方向，學生擁有社會急需的其他學校畢業生所沒有的一技之長，深受企業歡迎。
師資、設備等條件尚不具備的院校可與企業合作，把專門化模塊放到企業中實施，教師與企業技術人員根據企業情況一起完成模塊課程開發與教學工作，這樣可同時解決部分學生的就業問題。
(三)實踐教學課時設置原則
實踐教學課時安排要把握以下兩個原則：一是“保量”原則。在課時數量上應占整個教學計劃總課時的40%及以上，以充分體現職業教育特色。二是“適時”原則。根據各個教學模塊單元的知識和能力要求，及時跟上教學實踐環節，強調知識與能力的結合，增強實踐教學的時效性和教學效果。
參考文獻：
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